多层结构超声检测理论与技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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艾春安 著

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• 声学
• 超声波
• 结构健康监测
• 缺陷检测
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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118095807

商品编码：1394444829

出版时间：2014-09-01

作  者:艾春安 著作 定  价:98 出 版 社:国防工业出版社 出版日期:2014年09月01日 页  数:379 装  帧:精装 ISBN:9787118095807 ●第1章 绪论
●1.1 粘接结构的缺陷与特点
●1.2 粘接结构主要无损检测方法和技术
●参考文献
●第2章 粘接强度超声斜入射检测技术
●2.1 超声斜入射传播理论模型
●2.1.1 超声波在介质中的传播方程
●2.1.2 多层结构中超声传播的子波表达式
●2.1.3 多层结构中超声波传播的改进全局矩阵模型
●2.1.4 有限探头激发条件下的超声场
●2.1.5 理论模型的算例验证比较
●2.2 超声斜入射传播特性仿真与检测策略
●2.2.1 多层粘接结构物理模型
●2.2.2 粘接结构超声斜入射传播特性仿真计算
●2.2.3 超声斜入射时强度弱化的检测策略
●2.3 界面强度弱化超声斜入射检测
●2.3.1 金属粘接试件设计
●2.3.2 金属粘接结构纵波入射反射特性仿真
●2.3.3 金属粘接试件水浸超声纵波斜入射检测实验
●2.3.4 复合材料粘接试件设计
●部分目录

内容简介

本书共分8章，主要内容包括：多层结构超声检测物理基础，多层结构超声检测设备及器材，多层结构超声检测方法及通用技术，多层结构超声检测发展的新技术，典型航空件的缺陷检测，以及超声检测标准、工艺与质量控制问题。本书在讨论小波阈值降噪方法的基础上，分析了Dohono软、硬阈值化方法存在的缺点后，设计了一种基于双曲线的新小波阈值函数，并对超声逆散射问题求解、超声逆散射成像不适定性等问题进行了研究。

智能制造中的无损检测技术：原理、应用与前沿发展 图书简介 本书系统阐述了面向现代工业，特别是智能制造领域中，无损检测（Non-Destructive Testing, NDT）技术的理论基础、关键技术及其在实际工程中的应用。全书内容聚焦于如何通过先进的无损手段，对材料、部件和系统的完整性、性能及潜在缺陷进行精确、可靠的评估，从而保障产品质量、提升生产效率和确保运行安全。 本书结构严谨，逻辑清晰，内容涵盖了从基础物理原理到前沿技术应用的多个层面，旨在为从事无损检测的科研人员、工程师、技术人员以及相关专业的高年级本科生和研究生提供一本全面、深入的参考资料。 --- 第一部分：无损检测的理论基础与系统概述 本部分首先建立了无损检测的通用理论框架，并为后续具体技术章节奠定坚实的物理学基础。 第一章：无损检测的战略地位与发展趋势 本章深入探讨了在“工业4.0”和智能制造背景下，无损检测技术所扮演的核心角色。内容包括：NDT在全生命周期质量管理中的集成度提升，从传统的定性判伤向定量化、预测性维护（Predictive Maintenance, PdM）的转变。重点分析了数字化、网络化和人工智能（AI）技术如何赋能新一代无损检测系统，实现数据驱动的决策制定。讨论了超高分辨率、快速成像和在役监测等新兴需求对检测技术提出的挑战与机遇。 第二章：信号的产生、传播与相互作用 这是理解所有无损检测方法物理机制的基石。本章详细阐述了用于检测的物理能量（如机械波、电磁波、粒子束）在介质中传播的基本规律。内容包括： 介质特性与波的传播模型： 介绍弹性波在各向异性介质中的传播方程，特别是斯通利波（Stonely Waves）和兰姆波（Lamb Waves）在薄板结构中的导波模式分析。 缺陷的散射与反射理论： 运用傅里叶分析和数值方法（如有限元法FEM）来模拟不同几何形状和物理性质的缺陷（如裂纹、夹杂、孔隙）对入射波场的散射机制。重点讲解了散射截面、衍射理论在缺陷定位中的应用。 背景噪声与信噪比优化： 分析环境噪声、仪器噪声的来源，并介绍信号处理技术，如滤波、小波变换在增强缺陷信号中的应用。 第三章：检测系统的组成与数据采集基础 本章构建了无损检测系统的整体视图，侧重于硬件实现和数据获取的规范性。内容涵盖了： 换能器技术： 详细介绍压电陶瓷换能器、磁致伸缩换能器的工作原理，以及高频、宽带、高灵敏度换能器的设计考量。 激励与接收电路： 探讨脉冲发生器、数据采集卡（ADC/DAC）的性能指标要求，特别是针对高动态范围和高采样率的需求。 数据成像算法基础： 介绍频域和时域成像的基本步骤，包括时间反演成像（Time Reversal Imaging）的原理简介。 --- 第二部分：关键无损检测技术的深度解析 本部分深入剖析了几种在现代工业中应用最为广泛且具有高技术门槛的无损检测技术。 第四章：先进的超声波检测技术（侧重高频与导波应用） 虽然本书不涉及“多层结构”的特定超声理论，但本章重点分析了通用超声技术在复杂结构评估中的发展。 相控阵超声检测（Phased Array Ultrasonic Testing, PAUT）： 详细解析了相控阵技术的核心——声束的动态聚焦、偏转与合成能力。重点讨论了利用电子控制实现多角度、多聚焦区的快速扫描技术，及其在复杂曲面和焊缝内部缺陷的实时成像中的优势。 导波（Guided Waves）检测技术： 阐述了导波在长距离、大范围结构监测中的应用原理。重点分析了导波模式的识别、色散补偿、以及利用导波信号分析来判断裂纹的尺寸和扩展程度。介绍了导波传感器网络（Sensor Network）的布设策略。 聚焦超声成像（Focalized Ultrasound Imaging）： 探讨了利用高聚焦能量进行微观结构表征的方法，包括声学辐射力在材料内部的微小扰动检测中的应用潜力。 第五章：电磁检测技术（涡流与电磁声换能） 本章聚焦于利用电磁场与导电材料相互作用的检测方法。 远场涡流检测（Eddy Current Testing, ECT）： 深入解析了涡流的产生、衰减机制，以及如何通过改变激励频率和线圈几何形状来优化对不同深度和类型缺陷（如表面裂纹、孔蚀）的灵敏度。详细介绍了多频涡流技术在区分表面和近表层缺陷时的应用。 磁粉检测（Magnetic Particle Testing, MPT）的定量化： 探讨了现代磁粉检测中，如何结合数字成像技术，实现对漏磁场（Leakage Flux）分布的定量分析，取代传统的人工目视判断。 电磁声换能技术（Electromagnetic Acoustic Transducer, EMAT）： 详细讲解了EMAT的工作机理，包括洛伦兹力机制和磁致伸缩机制，强调了EMAT无需耦合剂、可进行高温和导波激发的独特优势，及其在钢轨和管道检测中的应用。 第六章：射线检测技术的数字化与立体成像 本章关注于高能量辐射和低剂量辐射在材料内部结构分析中的应用。 工业CT（Computed Tomography）成像： 重点介绍了工业CT在三维重建中的算法核心，包括平行束、扇形束重建方法。分析了其在复杂装配件、增材制造件内部孔隙率、密度不均匀性等微观结构评估中的不可替代性。 数字射线成像（Digital Radiography, DR）： 比较了平板探测器（Flat Panel Detectors）与传统胶片成像的优劣。强调了DR技术在实时成像、剂量控制和图像后处理（如对比度增强、锐化）方面的优势。 中子射线成像： 简要介绍了中子源的类型及其在检测轻元素（如氢、硼）和区分具有相似X射线衰减系数的材料（如塑料与金属）方面的独特应用。 --- 第三部分：应用、数据处理与前沿展望 本部分将检测技术与工程实践相结合，并展望了未来技术的发展方向。 第七章：无损检测数据的智能处理与评估 随着检测速度的加快和数据量的激增，高效的数据处理成为瓶颈。本章着重于后处理技术。 信号去噪与特征提取： 介绍卡尔曼滤波、经验模态分解（EMD）等在复杂背景下分离缺陷特征信号的应用。 机器学习在缺陷分类中的应用： 详细介绍卷积神经网络（CNN）在处理PAUT图像、涡流信号频谱等高维数据时的模型构建、训练与优化，实现对缺陷类型（如疲劳裂纹、应力腐蚀）的自动识别和分级。 定量评估与剩余寿命预测： 探讨如何将无损检测获取的缺陷尺寸参数，输入到损伤容限（Damage Tolerance）分析模型中，以预测结构部件的剩余安全服役寿命。 第八章：特定工程领域的应用案例 本章通过具体的工业案例，展示了多技术融合的应用模式。 航空航天结构件检测： 重点分析了复合材料层合板的脱层（Delamination）检测，以及高温合金涡轮叶片的微小裂纹监测方案。 能源管道与压力容器： 探讨了在线或就地（In-Situ）检测技术在腐蚀、氢致损伤和蠕变损伤评估中的应用策略，尤其是在复杂几何形状区域（如弯头、焊缝）的覆盖率保证。 增材制造（Additive Manufacturing, AM）的质量控制： 介绍如何利用高频超声和微焦点CT技术，对增材制造过程中产生的内部孔隙、未熔合区域进行全程监控和质量溯源。 第九章：未来趋势与新兴检测范式 本章展望了未来十年无损检测技术的发展方向。 光纤传感与分布式检测： 探讨基于光纤布拉格光栅（FBG）和分布式声波传感（DAS）技术在基础设施（如大坝、桥梁）的长期健康监测中的集成应用。 微纳尺度无损表征： 介绍利用原子探针、高分辨率透射电镜（HRTEM）与光声成像（Photoacoustic Imaging）等技术，对材料内部的晶界、位错等微观缺陷进行无损探查的可能性。 数字孪生与无损检测数据的闭环反馈： 展望基于物理模型与大数据驱动的数字孪生系统，如何利用实时的无损数据输入，持续校准和修正结构模型的预测精度，实现真正意义上的智能维护闭环。 --- 本书在内容组织上力求理论的严谨性与工程实践的贴合度，通过大量的图示和实际工程案例分析，帮助读者建立起对现代无损检测技术体系的全面认知。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够“看见”隐藏事物的技术充满了敬畏，而这本书让我对超声检测这一领域有了全新的认识。作者以一种极其严谨的态度，为我构建了一个关于多层结构超声检测的完整知识体系。从声波的物理本质出发，层层递进地阐述了各种检测方法和技术。我特别喜欢书中对“声传播路径分析”的讲解，它让我理解了声波在复杂结构中是如何传播的，以及为什么会产生各种各样的信号。书中对“频谱分析”的深入探讨也让我茅塞顿开，它揭示了如何从信号的频率成分中提取出更多有用的信息，从而更准确地识别材料和缺陷。最让我印象深刻的是，书中还涉及了如何通过数学模型来预测和优化超声检测的性能，这让我感受到了科学的严谨性和力量。整本书的逻辑清晰，条理分明，读起来既有挑战性，又充满成就感。我感觉自己像是接受了一次系统而深入的专业训练，对超声检测的理解上升到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一个精心打造的工具箱，为我提供了应对多层结构检测挑战的各种利器。我最欣赏的地方在于，它并没有将理论与实践割裂开来，而是将它们有机地融合在一起。作者在阐述每一个理论概念时，都会紧接着给出相应的实际应用案例，让我能够立刻理解这个理论的价值所在。例如，在讲解声传播衰减时，书中就详细介绍了如何在实际检测中补偿这种衰减，以获得更准确的信号。我特别喜欢关于“相控阵超声”的章节，它打破了我之前对传统超声检测的认知，让我看到了更先进、更灵活的检测方式。书中对相控阵的原理、成像方式以及优缺点的分析都非常透彻，让我对这项技术有了全面的了解。此外，书中还涉及了大量的检测标准和规范，这对于我们这些希望将所学知识应用于实际工作的人来说，无疑是宝贵的财富。读完这本书，我感觉自己储备了足够多的理论知识和实践技巧，可以自信地去解决各种复杂的检测问题。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够“看见”物体内部隐藏秘密的技术充满着好奇，而这本书恰好满足了我这份求知欲。它以一种非常系统的方式，循序渐进地为我揭示了多层结构超声检测的奥秘。初读时，我会被那些看似艰深的物理概念所震撼，但随着阅读的深入，作者巧妙地通过比喻和类比，将那些复杂的原理变得生动有趣。例如，在解释声波反射与折射时，作者打的比方就非常贴切，让我一下子就抓住了核心。我特别欣赏书中对不同声阻抗材料界面反射特性的分析，这就像是给物体内部的“墙壁”贴上了不同的标签，让我们能够通过声音的“回声”来判断它们的材质和厚度。让我印象深刻的是，作者并没有停留在理论层面，而是花了大量篇幅去讲解实际操作中的各种细节，比如探头的选择、耦合剂的使用，甚至是环境因素对检测结果的影响。这些细微之处，往往是我们在实际工作中容易忽视的，但正是这些细节，决定了检测的精度和可靠性。读完这本书，我感觉自己像是拥有了一双“透视眼”，能够更加自信地去面对那些需要深入探查的难题。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是一场思维的盛宴，我怀揣着对未知的好奇，小心翼翼地翻开了它的扉页，就像踏入了一个充满神秘色彩的殿堂。从最开始的原理介绍，到后面复杂的模型构建，作者都展现出了极其深厚的功底。我尤其喜欢其中关于声波在介质中传播的那些章节，那些用数学语言描绘出的曲线和公式，仿佛赋予了无形的声音以生命。读到后面，作者更是将理论与实践巧妙地结合起来，通过大量的案例分析，让我看到了那些抽象的理论是如何在实际工程中发挥作用的。我反复咀嚼着那些关于信号处理的章节，每一次的理解都让我对超声检测有了更深一层的认识。书中对各种成像技术的阐述也相当到位，无论是A扫描、B扫描还是C扫描，作者都用通俗易懂的语言，配合精美的图示，让我仿佛身临其境，亲手操作着这些先进的设备。整本书给我最大的感受就是，它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的启迪。它让我学会了如何从微观的角度去理解宏观的问题，如何将复杂的现象分解成简单的原理，然后又如何将这些原理融会贯通，最终形成解决问题的完整思路。读完这本书，我感觉自己的知识体系得到了极大的拓展，对超声检测领域产生了前所未有的热情。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我拿到这本书时，并没有抱太高的期望，毕竟“超声检测”听起来总是那么高深莫测。然而，它却给我带来了意想不到的惊喜。作者的语言风格非常朴实，没有太多华丽的辞藻，但每一个字都饱含着对专业知识的精准把握。他就像一位经验丰富的老工匠，耐心地指导我一步步地走进超声检测的世界。我喜欢他对检测原理的讲解，那种循序渐进的逻辑，让我能够清晰地看到每一个步骤是如何推导出来的。特别是在讲解各种缺陷的声波特征时，书中提供的波形图和示意图简直是神器，它们直观地展现了不同缺陷在超声信号中的表现，让我能够迅速区分它们。我印象最深的是关于“回波叠加”的章节，作者用非常形象的比喻解释了多层结构中声波的复杂叠加现象，让我这个初学者也能理解其中的精妙之处。这本书的优点在于，它既有理论的深度，又有实践的指导性。读完之后，我不再觉得超声检测是遥不可及的技术，而是有了一套清晰的操作方法和判断依据。